落葉松枝條特征研究概述

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摘 要：落葉松分布在我國東北、內(nèi)蒙古以及華北、西南林區(qū)，為松科落葉松屬落葉喬木。落葉松是的高山針葉林的主要森林組成樹種，是東北地區(qū)主要三大針葉用材林樹種之一。落葉松分布廣泛，是寒溫帶及溫帶的主要樹種，在針葉樹種中是最耐寒的，垂直分布達(dá)到森林分布的最上限。

關(guān)鍵詞：落葉松；枝條特征；研究

落葉松的木材重而堅(jiān)實(shí)，抗壓及抗彎曲的強(qiáng)度大，且耐腐朽，木材工藝價(jià)值高，是電桿、枕木、橋梁、礦柱、車輛和建筑等優(yōu)良用材。同時(shí)，由于落葉松樹勢高大挺拔，冠形美觀，根系十分發(fā)達(dá)，抗煙能力強(qiáng)，是一個(gè)優(yōu)良的園林綠化樹種。在“三北”防護(hù)林建設(shè)中，落葉松已成為主要造林樹種。在東北山地人土林建設(shè)中，也己成為三大針葉造林樹種（紅松、落葉松、樟子松）之一。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

落葉松具有耐寒、喜光、耐干，以及生長快、產(chǎn)量高、材質(zhì)好和用途廣等特點(diǎn)，是東北地區(qū)主要三大針葉（落葉松、樟子松、紅松）用材林樹種之一。目前，落葉松是東北林區(qū)人工造林面積最大的樹種[2]。樹冠模型作為樹木生長模型的重要組成部分，樹冠模型研究不僅涉及到側(cè)枝數(shù)量、長度和角度等靜態(tài)指標(biāo)，尤其重要的是要充分考慮到這些指標(biāo)的時(shí)、空動態(tài)過程。隨著數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在植物科學(xué)中的應(yīng)用，一些學(xué)者針對某些樹木的分枝格局展開了模擬技術(shù)的研究，使樹木構(gòu)筑型的研究逐漸向定量化和科學(xué)化發(fā)展。表現(xiàn)在所建立的林分生長模型從全林分模型到徑階分布模型再到單木生長模型，越來越精細(xì)化。利用樹木解析、枝解析的方法，采用落葉松樹木解析、枝解析的數(shù)據(jù)來探討落葉松的枝條的生長動態(tài)從而了解落葉松樹冠冠形變化規(guī)律，為更好地解釋和評估經(jīng)營措施對樹木或林分生長產(chǎn)生的效果提供理論依據(jù)，且對提高落葉松林分生長和收獲的預(yù)測有著重要的意義。

1.1 樹冠的國外研究概述

樹木的地上部分主要由樹干、樹枝、樹葉等部分組成。其中枝、葉組成的樹冠是樹木進(jìn)行光合作用、呼吸作用等一系列生理活動的主要部位，其大小、結(jié)構(gòu)、形狀及其在林分中的分布形式直接決定了樹木個(gè)體的各組分產(chǎn)量、生長活力和生產(chǎn)力，并反映了林木在林分中的長勢情況[3-4]。作為樹冠的重要組成部分的枝條，不但為樹木進(jìn)行光合作用提供了場所，而且其生長、分布直接影響著樹冠的形狀和大小，間接影響著樹木光合作用的面積和有機(jī)物傳輸?shù)木嚯x，反映了光合作用效率，影響樹木的同化作用，可以作為樹木生長的基本依據(jù)之一。因此，研究樹木的枝條生長規(guī)律，對于深入研究樹木的生長和經(jīng)營活動具有重要意義。

樹冠是樹木進(jìn)行光合作用和呼吸作用等生理活動的主要場所，其形狀決定了樹木的生長狀況和林分動態(tài)=。樹冠形狀和結(jié)構(gòu)能用來估計(jì)樹冠蓋度、體積、表面積、樹葉分布和透光率。樹冠寬度決定了樹木之間的競爭能力及林分郁閉程度，因此樹冠形狀的準(zhǔn)確表述是許多生物過程模型的重要組成部分。因此，通過定量和定性分析建立樹冠變量的數(shù)學(xué)模型來精確描述樹冠形狀是十分必要的。

樹冠形狀在國外的研究已有幾十年的歷史。任何一種形狀都不可能完滿地描述所有樹種在不同階段樹冠形狀的變化，同時(shí)，也不會完全適應(yīng)某一樹種的所有林分，如國外專家曾提出針葉樹在幼齡林階段樹冠形狀是近似于錐形的，隨著生長逐漸變成圓形。國內(nèi)外專家提出了許多不同形式的樹冠形狀模型。

模型構(gòu)建過程大致可劃分為直接和間接方法：直接方法是把樹冠設(shè)想成一種或幾種不同的幾何形狀。譬如國外許多專家常常將樹冠形狀分為橫斷面和縱斷面兩個(gè)方面來研究。樹冠橫斷面形狀是指樹冠內(nèi)不同高度處的橫斷面的形狀。比如林分中的優(yōu)勢木或亞優(yōu)勢木各部位的樹冠直徑繞干軸是對稱的，所以其橫斷面近似為圓形； 但對于林分中的中庸木或被壓木來講，樹冠偏斜嚴(yán)重，其橫斷面近似為多邊形或橢圓形。許多學(xué)者對樹冠的橫斷面研究大多采用了上述方法即用簡單的幾何圖形來近似地表示樹冠形狀。有專家在對樹冠形狀進(jìn)行研究時(shí)就曾將樹冠橫斷面分為圓形、橢圓形和三角形，然而大多數(shù)學(xué)者更傾向于將樹冠形狀視為圓形。樹冠的縱斷面形狀，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為其形狀近似于拋物線體，而有的專家則將樹冠縱斷面形狀看作非拋物線體等簡單函數(shù)的立體曲面。

以上所提到的樹冠形狀模型都是采用線性和非線性回歸模型。傳統(tǒng)回歸模型只能反映變量的平均變化趨勢，不能反映個(gè)體的不同。混合模型是近年來廣泛應(yīng)用于林業(yè)的建模方法。主要用于具有層次結(jié)構(gòu)（林分、樹木和樣本）和隨機(jī)效應(yīng)的數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的回歸分析相比，混合模型能滿足獨(dú)立同分布的假設(shè)，能得到漸進(jìn)最優(yōu)無偏參數(shù)估計(jì)，并用方差-協(xié)方差結(jié)構(gòu)來反映數(shù)據(jù)間的相關(guān)性及異質(zhì)性。混合模型包括總體和個(gè)體預(yù)測，總體預(yù)測相當(dāng)于傳統(tǒng)回歸模型預(yù)測，而個(gè)體預(yù)測通過二次抽樣校正隨機(jī)參數(shù)來反應(yīng)林分或樹木之間的差異。此外，混合模型能大大提高模型預(yù)估精度，通過引入隨機(jī)變量能解釋生理和生態(tài)變化規(guī)律。混合模型理論在林業(yè)上主要用于對樹干削度方程、樹高模型、樹木生長和收獲模型以及生物量模型的研究。但是基于混合模型在樹冠形狀的研究，目前國內(nèi)外還未見報(bào)道。

1.2 樹冠的國內(nèi)研究概述

近幾年，國內(nèi)也有許多學(xué)者對樹冠形狀和結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了深入研究。就樹冠形狀而言，專家曾將樹冠橫斷面看作是以東西長和南北長（冠長）為對角線的菱形。有的則認(rèn)為樹冠形狀近似為圓形及呈拋物線體，可用冪函數(shù)來表示。專家對長白落葉松的樹冠形狀、結(jié)構(gòu)及林分動態(tài)進(jìn)行了具體的研究；對樟子松人工林樹冠結(jié)構(gòu)的分形進(jìn)行了分析；以油松為研究研究對象對樹冠枝條生長規(guī)律進(jìn)行了研究。研究了1250株望春玉蘭幼齡樹的枝條分布狀態(tài)、主側(cè)枝多少、枝角大小和自然類型等一般結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對樹體結(jié)構(gòu)的成層規(guī)律、成層數(shù)與側(cè)枝數(shù)分布規(guī)律、層枝數(shù)、棱角與光照強(qiáng)度的關(guān)系、枝量分布規(guī)律、冠層內(nèi)葉片分布規(guī)律進(jìn)行了分析，得出結(jié)論將其劃分為疏枝型、密枝型和自然開心型等三種主要樹體結(jié)構(gòu)類型，并就培育速生豐產(chǎn)樹體結(jié)構(gòu)提供了具體技術(shù)措施及理論依據(jù)。還有一些學(xué)者從生理生態(tài)學(xué)角度對樹冠結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究。這些研究成果為落葉松人工林樹冠結(jié)構(gòu)規(guī)律的進(jìn)一步研究提供理論依據(jù)。

2 結(jié)束語

落葉松是東北地區(qū)主要三大針葉（落葉松、樟子松、紅松）用材林樹種之一。目前，東北三省落葉松人工林面積達(dá)400多萬公頃，占東北人工林面積的70%左右。樹冠形狀影響樹木的生長。樹干結(jié)構(gòu)（樹皮數(shù)量、生長輪寬度、晚材率和心邊材數(shù)量）決定木材的質(zhì)量和價(jià)值。隨著森林經(jīng)營集約化程度和生態(tài)系統(tǒng)管理的不斷提高，如何科學(xué)經(jīng)營森林以提高落葉松人工林林木生長量、出材量以及木材質(zhì)量是一個(gè)重大的理論和實(shí)踐問題。

文章通過對樹木的枝條生長規(guī)律國內(nèi)外研究狀況分析，了解了落葉松的枝條的生長動態(tài)從而了解落葉松樹冠冠形變化規(guī)律，為更好地解釋和評估經(jīng)營措施對樹木或林分生長產(chǎn)生的效果提供理論依據(jù)，且對提高落葉松林分生長和收獲的預(yù)測有著重要的實(shí)際意義。

參考文獻(xiàn)

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